橋梁的基礎(chǔ)是橋梁埋置在地基中的“根”,它承受著橋梁成百上千噸的自重和車輛通過(guò)時(shí)的強(qiáng)大壓應(yīng)力和沖擊力,并將這些力傳遞、擴(kuò)散到地基中去。因此,橋梁基礎(chǔ)的建設(shè),對(duì)于保持橋梁的穩(wěn)定、堅(jiān)固、安全,至關(guān)重要。但是,由于橋梁基礎(chǔ)大都建在河中,施工受地理、氣候等條件的限制大,影響安全的因素多。所以,在橋梁基礎(chǔ)施工中要特別注意安全。常用的幾種不同類型的橋梁基礎(chǔ)施工的安全技術(shù)要求如下:
一、明挖基礎(chǔ)施工安全措施
明挖基礎(chǔ),也叫直接基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ),是橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)埋深較淺時(shí)通常采用的一種施工方法。在明挖基礎(chǔ)施工的安全技術(shù)方面,應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn):
(一)選擇合適的基坑坑壁的坡度
基坑坑壁的坡度是施工安全的決定性因素?;涌颖诘钠露葢?yīng)根據(jù)坡壁的土質(zhì)結(jié)構(gòu)、坡頂緣有無(wú)載荷等情況確定,須兼顧安全和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的需要,但應(yīng)把安全的需要放在首位。一般采用的坑壁坡度如表9-1-1。
表9-1-1 坑壁坡度
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坑壁土 | 坑壁坡度 |
基坑頂緣無(wú)載荷 | 基坑頂緣有載荷 | 基坑頂緣有動(dòng)載 |
砂類土 碎石類土 粘砂土 砂粘土 粘土帶有石塊 未風(fēng)化頁(yè)巖 巖石 | 1:1 1:0.75 1:0.67 1:0.33 1:0.25 1:0 1:0 | 1:1.25 1:1 1:0.75 1:0.5 1:0.33 1:0.1 1:0 | 1:1.5 1:1.25 1:1 1:0.75 1:0.67 1:0.25 1:0 |
表中所列數(shù)據(jù),適用于基坑深度在5M以內(nèi),施工期較短,無(wú)地下水,且土質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻,溫度正常的情況。如果土的溫度過(guò)高,能引起坑壁坍塌時(shí),坑壁坡度應(yīng)該采用該溫度下的天然坡度。
明挖基坑必須從速施工,使基坑暴露的時(shí)間不超過(guò)邊坡的自然穩(wěn)定時(shí)間。如果基坑暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),就應(yīng)該把坑壁坡度放緩,以保持坑壁的穩(wěn)定和施工的安全。在基坑施工中,如果發(fā)現(xiàn)坑壁坡頂開裂,應(yīng)立即采取措施,撤出坑內(nèi)的施工人員,并采用減載的方法,挖除裂縫至坑壁頂緣的部分土方,以確保其較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定,保證施工安全。
(二)選擇合適的基坑形狀
選擇基坑的形狀,一般應(yīng)考慮施工安全、坑壁自然穩(wěn)定時(shí)間、涌水量、節(jié)約挖方和回填工程數(shù)量等因素?;有螤钔ǔS幸韵氯N:
(1)矩形基坑或明挖基坑。即把基坑的平面形狀設(shè)置成矩形。在地下水位高、涌水量大時(shí),基坑一般選用矩形形狀。這時(shí)可把坑壁坡度放緩,防止坑壁坍塌。
(2)圓角基坑。即在地下水位較低,涌水量小的情況下,將矩形基坑的相臨邊坡相交處挖成圓角,使其在平面上起到土拱的作用,縮短邊坡臨空面的長(zhǎng)度,這樣既延長(zhǎng)了坑壁自然穩(wěn)定的時(shí)間,增加了安全因素,又減少了挖基和回填數(shù)量。
(3)圓形或橢圓形基坑。即在干燥無(wú)水或涌水量很小的情況下,將基坑的平面形狀設(shè)置成圓形或橢圓形。以發(fā)揮平面土拱的自然穩(wěn)定作用,從而增加了安全因素。選用圓形或橢圓形基坑時(shí),平面尺寸雖然有所增加,但坡度可以陡一些,這就節(jié)約了挖方和回填工程數(shù)量。這時(shí),為了維護(hù)坑壁的穩(wěn)定,應(yīng)對(duì)坑壁噴護(hù)混凝土。
(三)基坑開挖的安全要求
(1)基坑開挖之前,要在基坑頂面邊坡以外的四周開挖排水溝,并保持暢通,防止積水灌入基坑,引起坍塌。
(2)處在土石松動(dòng)坡腳下的基坑,開挖前應(yīng)做好防護(hù)措施,如排除危石,設(shè)置擋護(hù)墻等,防止土石落入坑內(nèi)。
(3)基坑頂面安設(shè)機(jī)械、堆放料具和棄土,均應(yīng)在安全距離(1-1.5M)之外;引起地面振動(dòng)的機(jī)械安全距離更要嚴(yán)格控制,一般在1.5-2M之外。
(4)開挖基坑時(shí),要按照規(guī)定的坡度,分層下挖到符合基坑承載力要求的設(shè)計(jì)標(biāo)高為止,嚴(yán)禁采用局部開挖深坑,再由底層向四周掏土的方法施工。
(5)人力出土?xí)r,要按照有關(guān)腳手架的規(guī)定,搭好出土走道?;虞^深時(shí),還應(yīng)搭好上下跳板或梯子,其寬度、坡度及強(qiáng)度應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。
(6)使用機(jī)械開挖基坑,要按照有關(guān)機(jī)械操作規(guī)程和規(guī)定的信號(hào),專人指揮操作。吊機(jī)扒桿和土斗下面嚴(yán)禁站人。
(7)遇到涌水、涌沙、邊緣坍塌等異常情況時(shí),必須在采取相應(yīng)的防護(hù)措施之后,方可繼續(xù)施工。
(8)在高寒地區(qū)采用凍結(jié)法開挖基坑時(shí),必須根據(jù)地質(zhì)、水文、氣象等實(shí)際情況,制訂施工安全技術(shù)措施,并嚴(yán)格執(zhí)行。在施工過(guò)程中,要注意保護(hù)表面冷凍層,使之不被破壞。
(9)基坑底部用匯水井或井點(diǎn)法排水時(shí),應(yīng)保持基坑不被浸泡。
(10)采用鋼筋混凝土圍圈護(hù)壁時(shí),除頂層可以一次整體灌筑外,往下應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況,控制開挖高度和長(zhǎng)度,并隨開挖隨灌筑。鋼筋混凝土圍圈頂面應(yīng)高出地面0.5M。
(11)基坑開挖需要爆破時(shí),要按照國(guó)家現(xiàn)行的爆破安全規(guī)程辦理。
(12)當(dāng)基坑開挖接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),應(yīng)注意預(yù)留10-20cm,待下一道工序準(zhǔn)備就緒,在灌注混凝土之前挖除,挖除后立即灌注混凝土。
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13)在開挖階段,如果出現(xiàn)地基面疏松時(shí),應(yīng)視情況夯實(shí)。對(duì)于粘性土地基,要在基坑底面夯填一層厚10-15cm的碎石,以提高地基承載力,抵御地下水的浸泡。